【正文】 給 U盤(pán)外殼 的表面帶來(lái)更多的熔接痕和氣孔。 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 壁面內(nèi)嵌式開(kāi)關(guān)按鈕結(jié)構(gòu)特征及性能分析 ； 模具結(jié)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì)； 相關(guān)計(jì)算注塑機(jī)的選型 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝配圖的設(shè)計(jì)； 零件工作圖的設(shè)計(jì)； 6 、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明說(shuō)； 4 第二章 塑件的工藝分析 塑件成型工藝分析 U盤(pán)外殼的形狀較為復(fù)雜，帶有不同形狀的側(cè)孔，在保持孔大小間距和孔的形狀是給模具的設(shè)計(jì)加大難度。 3 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中進(jìn)行的 CAD 和 pro/e 軟件的應(yīng)用，大大提高設(shè)計(jì)效率和圖紙的表達(dá)準(zhǔn)確度，也很大程度磨練和提高了設(shè)計(jì)的水平和知識(shí)。作為注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具，在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過(guò)程中的生產(chǎn)效率等方面水平的高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時(shí)也決定著企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的反應(yīng)能力和速度。 進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中， 雖 遇 到了一些困難，但在老師的悉心指導(dǎo)和自己的不懈努力下，我堅(jiān)持完成 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，由于學(xué)生的水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中存在不妥之 處，再所難免，懇請(qǐng)各位老師給予斧正，學(xué)生定會(huì)盡力完善設(shè)計(jì)，爭(zhēng)取做到最好。 由于計(jì)算技術(shù)和數(shù)控加工迅速發(fā)展，使得 CAD/CAM 逐漸取代了過(guò)去塑料模的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造方法及組織生產(chǎn)的模式發(fā)生了深刻變化 。 塑料模發(fā)展趨勢(shì) 塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一，越來(lái)越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。塑料模的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、 CAD 技術(shù)、 CAPP 技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的確開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。用塑料模生產(chǎn)成型零件的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)、材料利用率高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對(duì)大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。 1 第一章 前 言 模具在加工工業(yè)中的地位 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。 在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。 在模具方面，我國(guó)模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國(guó)際水平低許多。在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來(lái)越大。塑料模 CAD/CAM 的發(fā)展不僅可以提高塑料模質(zhì)量，減少塑料模的設(shè)計(jì)與制造工時(shí)，縮短塑料模生產(chǎn)周期，加快塑件生產(chǎn)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，而且更主要的是能滿足當(dāng)前用戶對(duì)塑料模行業(yè)提出的 “質(zhì)量高、交貨快、價(jià)格低 ”的要求。 塑料模具的設(shè)計(jì)是模具制造中的關(guān)鍵工作。隨著塑料新品種的不斷出現(xiàn)以及塑料制品在結(jié)構(gòu)、外觀上要求的日益提高，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)過(guò)程變得越來(lái)越復(fù)雜。 本設(shè)計(jì)為一個(gè) U 盤(pán)外殼的注塑模具設(shè)計(jì)，塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，塑件質(zhì)量要求不允許有裂紋和變形缺陷。 U 盤(pán)外殼的注塑材料首先選用 ABS， U 盤(pán)外殼絕大部分的決定了 U 盤(pán)外殼重心的位置的所在。也可以利用模具的可靠的精度來(lái)定位，但是這樣的話成本太高，而且易造成模具損壞。因此ABS 樹(shù)脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。 ABS的注射溫度雖然比 PS稍高，但不能像 PS 那樣有寬松的升溫范圍，不能用盲目升溫的辦法來(lái)除低其粘度，可用增加螺桿轉(zhuǎn)速或注射壓力的辦法來(lái)提高其流動(dòng)性。（除非形狀復(fù)雜、薄壁制件需用較高的注射速度），產(chǎn)品水口位易產(chǎn)生氣紋。 使用 PRO/E 軟件畫(huà)出三維實(shí)體圖，軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫(huà)圖形澆道凝料和塑件的體積。） 質(zhì)量為： m=179。） 注射機(jī)型號(hào)的確定 注射機(jī)的選用原則 計(jì)算塑件及澆道凝料的總?cè)萘浚w積或重量）應(yīng)小于注射機(jī)額定容量（體積或容量）的 倍； 模具成型時(shí)需用的注射壓力應(yīng)小于所選用注射機(jī)的最大注射壓力； 模具型腔注射時(shí)所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機(jī)的鎖模力； 模具的閉模高度應(yīng)在注射機(jī)最大，最小閉合高度之間； 模具脫模取出朔件所需的 距離應(yīng)小于所選注射機(jī)的開(kāi)模行程； 模具的外形尺寸及安裝尺寸必須與所選注射機(jī)模板適應(yīng)，既模具最大外形尺寸安裝時(shí)應(yīng)不受拉桿間距的影響，模具安裝用的定位環(huán)尺寸應(yīng)與機(jī)床定位孔直徑相配合；模具的模板各安裝孔應(yīng)與注射機(jī)固定模板的安裝孔相對(duì)應(yīng)、機(jī)床噴嘴孔徑和球面半徑應(yīng)與模具進(jìn)料孔相對(duì)應(yīng)，注射機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)滿足脫件條件。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最 好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的“注射機(jī)使用說(shuō)明書(shū)”上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù)。 最大注塑量的校核 注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的 80%。 （ 1）開(kāi)模行程校核 注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)（如全液壓合模機(jī)構(gòu)的注塑機(jī)），故注塑機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)滿足下式： S機(jī) ： 注塑機(jī)最大開(kāi)模行程， 160mm。定模和動(dòng)模相接觸的面稱分型面。 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 多型腔單分型面模具 制品外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要 求一般的小型制品，可采用此結(jié)構(gòu)。 注射機(jī)的最大注射量為 )(gG ， 單個(gè)制品質(zhì)量為 W1 克， 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為 W2 克。 多型腔排列一般原則： 1 從注射工藝角度需考慮以下幾點(diǎn) 1 流動(dòng)長(zhǎng)度； 2 流道廢料； 3 澆口位置； 4 進(jìn)料平衡； 5 型腔壓力平衡。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，其包括：主流道、分流道、冷料穴、澆口。 （ 4）對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各丟型腔璄深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： （ 1）為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，因 ABS 的流動(dòng)性為中性，故其錐度取 3度，過(guò)大會(huì)造成流速減慢，易成渦流，內(nèi)壁粗糙度為 。 （ 3）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下， 主流道應(yīng)盡可能短， 一般小于 60mm ， 過(guò)長(zhǎng)剛會(huì)影響熔體的順利充型。 ，取 α =176。分流道最理想的設(shè)計(jì)就是把流動(dòng)樹(shù)脂在流道中的壓降降到最小。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 U形 . 分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)： （ 1）在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)度。 （ 4）分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過(guò)度。 為了便于加 工及凝料脫模， 分流道大多設(shè)置在分型面上， 分流道截面形狀一般為圓形梯形 U形半圓形及矩形等， 工程設(shè)計(jì)中常采用梯形截面加工工藝性好， 且塑料熔體的熱量散失流動(dòng)阻力均不大， 一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定其截面尺寸： 42 6 5 LmD ?? 式中， m―流經(jīng)分流道的塑料（ g）； L―分流道的長(zhǎng)度（ mm ） D―分流道直徑（ mm ） 梯形的側(cè)面斜角 a 常取 00 10~5 ， 在應(yīng)用公式時(shí)應(yīng)注意它的適用范圍， 即塑件 塑件 質(zhì)量為： m=179。此處取 Ra= m。本模具的流道布置形式采用平衡式 H 型。 冷料穴的作用是儲(chǔ)存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，以防止冷料進(jìn)入型腔而影響制件質(zhì)量。 模具分流道冷料穴選用第二種。對(duì)于多澆口的單型腔模具，澆口還能用以 控制熔接痕的位置。 澆口位置的選擇 澆口位置與數(shù)量對(duì)制品質(zhì)量影響很大，選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循如下原則： 1）澆口應(yīng)設(shè)在能使型腔的各部位、各 角落同時(shí)充滿的位置； 2）澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件較厚的部位，以使熔料從厚斷面移入薄斷面，以利于補(bǔ)料； 3）澆口應(yīng)設(shè)在有利于排除型腔中氣體的部位； 4）口應(yīng)設(shè)在避免塑件表面產(chǎn)生熔合紋的部位； 5）對(duì)于帶有長(zhǎng)型心的模具，澆口應(yīng)設(shè)置在能使進(jìn)料沿型心軸向均勻進(jìn)行，以免型心被熔體沖擊而變形； 6）澆口的設(shè)置應(yīng)避免熔體的斷裂； 7）澆口的設(shè)置應(yīng)不影響塑件的外觀； 8）澆口不要設(shè)置在塑件使用中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位。點(diǎn)澆口又稱橄欖形澆口或菱形澆口，是種截面尺寸特小的圓形澆口。 表 側(cè)澆口和點(diǎn)澆口的推薦尺寸 制品壁厚/mm 側(cè)澆口尺寸 /mm 深度 h 寬度 w 點(diǎn)澆口的直 徑 d（ mm） 澆口長(zhǎng)度 0~ 0~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ .2~ ~ ~ 澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu) 普通澆注系統(tǒng)的凝料的脫出 通常采用側(cè)澆口、直接澆口及盤(pán)形環(huán)澆口類型的模具，其澆注系統(tǒng)凝料一般 20 與塑件連在一起。 分流道平衡 對(duì)于多型腔模具，為了達(dá)到各型腔同時(shí)充滿的目的，可通過(guò)調(diào)整分流道的長(zhǎng)度及截面面積，改變?nèi)哿显诟鞣至鞯乐械牧髁浚_(dá)到澆注平衡的目的。 澆口平衡簡(jiǎn)稱為 BGV（ balanced gate value） ,只要 做到各型腔 BGV 值相同，基本上能達(dá)到平衡填充。 該模具，從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸都相同，顯然是平衡式的。所以排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與合理化對(duì)于一個(gè)模具的正確設(shè)計(jì)非常重要 21 通常， 選擇排氣槽的開(kāi)設(shè)位置時(shí)， 應(yīng)遵循以下原則： 1）排氣口不能正對(duì)操作者， 以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故； 2）最好開(kāi)設(shè)在分型面上， 如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出； 3）最好設(shè)在凹模上， 以便于模具加工和清模方便； 4）開(kāi)設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位， 如流道或冷料穴的終端 ； 5）開(kāi)設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處， 因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕； 6）若型腔最后充滿部位不在分型面上， 其附近又無(wú)可供排氣的推桿或活動(dòng)的型心時(shí)， 可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊， 以供排氣。 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射成形每一循環(huán)中，塑料制品必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)，稱為脫模機(jī)構(gòu)，也常稱為推出機(jī)構(gòu)。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循下列原則： 結(jié)構(gòu)可靠：機(jī)械的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度，且推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)； 保證制品不因推出而變形損壞； 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠； 保證良好的制品外觀； 盡量使塑件留在動(dòng)模一邊，以便借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。 推管推出：適用于薄壁圓桶形塑件。每個(gè)塑件采用 4 根推桿推推板推出，推桿與推板采用螺栓連接。 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的分類及特點(diǎn) ： 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)按其動(dòng)力來(lái)源可分手動(dòng) 、機(jī)動(dòng)、氣動(dòng)或液壓三大類。機(jī)動(dòng)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)形式主要有：斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯、斜彎銷側(cè)抽芯、斜滑塊側(cè)抽芯、齒輪齒條側(cè)抽芯以及彈簧側(cè)抽芯。 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ① 斜導(dǎo)柱和滑塊孔的配合間隙應(yīng)有 ~1mm 的間隙，以保證開(kāi)模瞬間使塑件松動(dòng)， 并使鎖緊楔先脫離滑塊，避免干涉抽芯動(dòng)作。 。 ⑥ 為使滑塊在抽芯完畢，停留 在規(guī)定位置上，必須用定位裝置。 25 根據(jù)以上情況和對(duì)塑件的分析得： S≥ H=H1+H2+（ 5~10） mm =32+34+（ 5~10） mm 26 第 五 章 成型零件的設(shè)計(jì) 與加工工藝 模具中確定塑件幾何形狀和 尺寸精度的零件稱為成型零件，成型零件包括凹模、型芯、鑲塊、 成型桿和成型環(huán)等。 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模也稱為型腔、凹模型腔，用以形成塑件的外形輪廓。 （ 2） 整體嵌入式凹模 對(duì)于多型腔模具，一般情況都是將每個(gè)型腔單獨(dú)加工，然后壓入模板中。 （ 4） 四壁拼合式凹模 對(duì)于大型的復(fù)雜凹模，可以采用將凹 模四壁單獨(dú)加工后鑲?cè)肽Ｌ字?，然后再和底板組合的方式。凸模由兩部分組成：上端與加料室有配合關(guān)系，以防止熔料溢出并有導(dǎo)向作用；下端為成型部分并設(shè)有脫模斜度。采用一定結(jié)構(gòu)或方式對(duì)型芯進(jìn)行周向或軸向定位。對(duì)于異型芯，為了方便加工，常將型芯設(shè)計(jì)成兩段，聯(lián)接和固定段制成圓形，并用凸肩和模板連接。 根據(jù) 對(duì)成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要求足夠的剛度、強(qiáng)度和耐磨性及良好的抗疲勞性能，童年故事考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能，有因?yàn)楦乃芗糜诖笈可a(chǎn)，主要成型塑件的大型心選用高合金工具鋼 T8A。影響塑件尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。因此生產(chǎn)大型塑件時(shí)，若單靠提高模具制造精度等級(jí)來(lái)提高塑件精度是比較困難和不經(jīng)濟(jì)的，應(yīng)穩(wěn)定成型工藝條件和選擇收縮率波動(dòng)較小 的塑料。 塑件高度尺寸的換算： H1s =9 ?? =? mm相應(yīng)的 ? =； H 1M =[(1+Scp )H1S x1 Δ 1 ] 10Z?? =[(1+)??] ? =12 ? =12